摘要严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2,新冠病毒)可引发以细胞因子水平异常升高为特征的免疫病理损伤,称为细胞因子风暴。细胞因子风暴是新冠病毒感染严重程度的重要标志之一,其病理生理机制尚未彻底阐明,病毒主蛋白酶NSP5在其中发挥重要作用。NSP5是内肽酶,我们推测其对位于多聚蛋白末端的NSP10-11间识别位点可能存在不完全切割,从而产生NSP10-11连接体。本课题前期使用新冠病毒NSP10蛋白抗体行Western blot检测新冠病毒细胞培养裂解物,获得两条条带,根据条带分子量大小初步判断新冠病毒天然存在NSP10-11连接体。进一步研究NSP10-11连接体与宿主细胞的互作有助于拓展对新冠病毒致病机理的认识。<br> 本研究在前期初步证实新冠病毒天然存在NSP10-11连接体的基础上,使用NSP5和NSP10-11双质粒瞬时转染293T细胞实验分析NSP10-11产生的原因,设置NSP10-11与NSP5以1∶3-3∶1的比例共转染,检测NSP5对NSP10-11的切割效果,并以人冠状病毒NL63(HCoV-NL63)为参照,以GC376为NSP5酶活性抑制剂,并构建mTFP1-S2NSP10-11-Venus真核表达载体,利用荧光能量共振转移(FRET)实验检测NSP5对NSP10-11的切割活性。结果显示:在NSP5:NSP10-11处于天然范围2∶1时,新冠病毒NSP5不能完全切割,导致存在部分NSP10-11连接体;在人冠状病毒NL63中,NSP10-11被其NSP5完全切割,NSP10和NSP11以单体的形式存在。FRET检测新冠病毒NSP5的活性,在NSP5:NSP10-11比例处于天然范围内时,随着NSP5量逐渐增加,FRET现象只减弱并未消失,说明NSP5的活性不能完全切割NSP10-11,mTFP1和Venus一直存在能量转移,提示NSP5对NSP10和NSP11间酶切位点的酶活性较弱可能是新冠病毒NSP10-11连接体存在的重要原因。<br> 在初步论证新冠病毒NSP10-11连接体产生原因的基础上,我们进一步研究其亚细胞定位与NSP10定位的区别。NSP10定位于核周及细胞质,分别转染①NSP10-11,②NSP10-11和NSP5,③NSP10-11和NSP5,GC376处理12h,细胞免疫荧光实验结合ImageJ软件分析研究NSP10-11的定位变化。结果显示:NSP10-11定位于细胞质及细胞核;NSP5切割NSP10-11之后,N端包括NSP10和未完全切割的NSP10-11,C端与N端一致,NSP10定位于核周及细胞质,未完全切割的NSP10-11定于细胞核及细胞质;GC376抑制NSP5酶切活性后,NSP10-11定位于细胞质及细胞核;说明NSP10-11与NSP10具有不同的亚细胞定位。<br> 我们继续研究NSP10-11的宿主互作蛋白及对宿主蛋白功能的影响。通过亲和纯化质谱联用(IP-MS)技术结合Co-IP发现,NSP10与NKRF互作,刺激IL-8的表达(与文献报道一致),敲低NKRF减弱这种影响。NSP10-11不与NKRF互作,而与FAF2互作,诱导内质网应激因子ATF6表达上调,敲低FAF2减弱这种影响。<br> 综上所述,本研究初步证实了新冠病毒非天然存在NSP10-11连接体,发现NSP5酶切活性较弱是NSP10-11连接体存在的原因之一,证实NSP10-11与FAF2互作诱导内质网应激因子ATF6表达上调,本研究拓展了新冠病毒与宿主互作机理的认识。
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